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金屬的腐蝕
    金屬容易受外界環(huán)境或介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用引起變質(zhì)或損壞，這種現(xiàn)象叫做金屬腐蝕。如鋼鐵在潮濕空氣中生銹，加加熱鍛造時產(chǎn)生的氧化皮，金屬銀失去光澤，地下金屬管道遭受腐蝕而穿孔等。金屬腐蝕遍及國民經(jīng)濟(jì)的各個部門，大量的金屬物件和裝備因腐蝕而報廢。據(jù)統(tǒng)計(jì)全世界每年因腐蝕而損失的金屬占總產(chǎn)量的10％以上。為此必須研究金屬腐蝕以及保護(hù)的方法。

    化學(xué)腐蝕
    金屬與干燥氣體或電解質(zhì)液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而造成損壞，稱為化學(xué)腐蝕。
    化學(xué)腐蝕的特點(diǎn)是在反應(yīng)過程中沒有電流產(chǎn)生，全部作用直接在金屬表面上發(fā)生。
    化學(xué)腐蝕受溫度影響很大。大多數(shù)金屬與空氣接觸后，會被氧化。在干燥空空氣及低溫的條件下，金屬的氧化過程很快就進(jìn)展至幾乎停止?fàn)顟B(tài)，在較高溫度下，大多數(shù)金屬的氧化會加快。
    例如，鋼材在常溫和干燥的空氣里并不易腐蝕，但在高溫下就容易被氧化，生成一層氧化皮，從內(nèi)到外依次是FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃。同時，毗鄰的未氧化的鋼層發(fā)生脫碳現(xiàn)象，形成脫碳層（圖3－5）。

    鋼鐵表面由于脫碳致使鋼鐵表面硬度和內(nèi)部強(qiáng)度降低，從而降低了工件的使用性能。
    化學(xué)腐蝕除氧化外，有的金屬也能與空氣中的氮作用生成氮化物層；而更常見的是與H₂S或其他含硫氣體作用。
    電化學(xué)腐蝕
    當(dāng)金屬在潮濕空氣中或與電解質(zhì)溶液接觸時，由電化學(xué)作用而引起的腐蝕稱作電化學(xué)腐蝕。和化學(xué)腐蝕不同，電化學(xué)腐蝕是由于形成了原電池而產(chǎn)生的。例如鋼鐵在電解質(zhì)溶液中的腐蝕、在大氣及海水中的腐蝕都是電化學(xué)腐蝕。
    在腐蝕電池中，負(fù)極上進(jìn)行氧化反應(yīng)，負(fù)極常稱作陽極；正極上進(jìn)行還原反應(yīng)，正極常稱作陰極。
    在電化學(xué)腐蝕中，陰極反應(yīng)主要有析出氫氣和吸收氧氣兩類（圖3－6和圖3－7），因而分別稱為析氫腐蝕和吸氧腐蝕。

 鋼鐵表面吸附水膜酸性較強(qiáng)時，發(fā)生析氫腐蝕，反應(yīng)如下
    陽極（Fe）：              Fe = Fe²⁺+2e
                           Fe²⁺+2H₂O(l) = Fe(OH)₂+2H⁺
    陰極（雜質(zhì)）：           2H⁺+2e = H₂

    電池反應(yīng)：               Fe+2H₂O = Fe(OH)₂+H₂
    實(shí)際中鋼鐵電化學(xué)腐蝕主要是吸氧腐蝕，反應(yīng)如下
    陽極（Fe）：              Fe = Fe²⁺+2e
    陰極：             O₂+2H₂O+4e = 4OH^-
    總反應(yīng)：         2Fe+O₂+2H₂O = 2Fe(OH)₂
    析氫腐蝕與吸氧腐蝕生成的Fe（OH）₂被氧所氧化，生成Fe（OH）₃，脫水生成Fe₂O₃鐵銹。

金屬的防護(hù)
    采用合金
    工業(yè)上選用金屬材料時，使用最多的是耐蝕合金，如鐵合金、銅合金、鈦合金等。合金提高電極電勢，減少陽極活性，從而使金屬的穩(wěn)定性大大提高。
    不銹鋼是一種廣泛應(yīng)用的耐蝕合金材料，在大氣中、水中或具有氧化性的酸中完全耐蝕，但在氧化物介質(zhì)中易腐蝕。
    采用保護(hù)層
    在金屬表面覆蓋某種保護(hù)層，把金屬和腐蝕介質(zhì)分開，使金屬不被腐蝕介質(zhì)腐蝕。金屬保護(hù)層是用耐蝕性較強(qiáng)的金屬或合金把容易腐蝕的金屬表面完全遮蓋起來。覆蓋方法有電鍍、浸鍍、化學(xué)鍍、噴鍍等，例如在鐵上鍍鉻、鍍鋅和鍍錫。
    無機(jī)保護(hù)層主要包括搪瓷保護(hù)層、硅酸鹽水泥保護(hù)層和化學(xué)轉(zhuǎn)化膜層。常見的化學(xué)轉(zhuǎn)化膜有氧化膜和磷化膜。鋼鐵的氧化處理也稱氧化發(fā)藍(lán)（或發(fā)黑）。它是將鋼鐵制件在含有氧化劑的堿液中進(jìn)行處理，使鋼鐵表面生成一層藍(lán)黑色的致密的四氧化三鐵（Fe₃O₄）薄膜，膜厚一般可達(dá)0．6－1．5μm。
    鋼鐵磷化是將鋼鐵零件放入含有錳、鐵、鋅的磷酸鹽溶液中進(jìn)行浸泡，使其表面獲得一層深黑色難溶的磷酸鹽膜。
    有機(jī)保護(hù)層是在金屬表面涂敷油漆或塑料，在實(shí)際中應(yīng)用廣泛。

    緩蝕劑法

    緩蝕劑是指添加到腐蝕性介質(zhì)中，能阻止金屬腐蝕或降低腐蝕速度的物質(zhì)。在腐蝕介質(zhì)中加入少量緩蝕劑就能有效減緩腐蝕速度。緩蝕劑的種類很多，習(xí)慣上常根據(jù)緩蝕劑化學(xué)組成，把緩蝕劑分為無機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑兩類。
    無機(jī)緩蝕劑的作用主要是在金屬表面形成氧化膜或難溶物質(zhì)。具有氧化性的物質(zhì)如鉻酸鉀、重鉻酸鉀、硝酸鈉、亞硝酸鈉等作為緩蝕劑時，在溶液中能使鋼鐵鈍化，在表面形成鈍化膜（Fe₂O₃），使金屬與介質(zhì)隔開，從而減緩腐蝕。非氧化性物質(zhì)，氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉、磷酸鈉等，作為緩蝕劑時的緩蝕作用在于它們能與金屬表面陽極部分溶解下來的金屬離子結(jié)合成難溶產(chǎn)物，覆蓋在金屬表面上形成保護(hù)膜。
    無機(jī)緩蝕劑通常是在堿性或中性介質(zhì)中使用。在酸性介質(zhì)中，通常使用有機(jī)緩蝕劑，如萘胺、烏洛托品、瓊脂、醛類等。有機(jī)緩蝕劑的緩蝕機(jī)理較復(fù)雜，一般認(rèn)為緩蝕劑吸附在金屬表面，增加了氫的過電位，阻礙了H⁺放電，減少了析氫腐蝕。例例如胺類能與H⁺作用生成正離子［RNH₃］⁺，這種正離子被帶負(fù)電的金屬表面吸附后，金屬的析氫腐蝕就受到阻礙。
    陰極保護(hù)法
    陰極保護(hù)法就是將被保護(hù)的金屬作為腐蝕電池的的陰極保護(hù)起來。常用的有犧牲陽極法和外加電流法。
    在犧牲陽極法中，把較活潑的金屬或合金與被保護(hù)的金屬連接，較活潑的金屬或合金成為腐蝕電池的陽極而被腐蝕，從而使被保護(hù)金屬免遭腐蝕。常用的犧牲陽極材料有鋁、鎂、鋅和它們的合金。犧牲陽極的面積通常是被保護(hù)金屬表面積的1％～5％，分散分布在被保護(hù)金屬的表面上。
    在外加電流法中，被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個極。外加直流電源的負(fù)極接被保護(hù)金屬（陰極），另用一廢鋼鐵作正極。在外接電源的作用下陰極受到保護(hù)。這種保護(hù)法廣泛用于防止土壤、海水及河水中金屬設(shè)備的腐蝕。

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